【Linux】进程的概念--程序地址空间(2)
创始人
2025-06-01 05:54:38
0
  1. 语言级别的地址

以前我们在学习C语言指针的时候,会打印地址,会有内存级别的内存。
观看一段代码
所以语言级别的地址,都是虚拟地址,并不是真实的物理地址。
打印一个是虚拟的,打印全部都是虚拟的,全部打印出来的这个空间,不是真实的内存。它叫虚拟地址空间。
在Linux地址下,这种地址叫做 虚拟地址 /线性地址
我们在用C/C++语言所看到的地址,全部都是虚拟地址!物理地址,用户一概看不到,由OS统一管理
OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址

  1. 认识进程地址空间

进程在自己执行的时候,进程自己会认为自己独占系统资源(事实上并不是)。
举个例子:
所以 进程地址空间(虚拟地址空间)就是操作系统给每一个进程画的大饼。
操作系统画的饼(进程地址空间),也是需要被管理的。
操作系统管理的本质就是:先描述再管理。
所以操作系统内核就有一种数据结构 mm_struct来管理每个进程的进程地址空间。
mm_struct,能描述进程地址空间的每一个属性。
地址空间的本质就是:内核的一种数据结构(mm_struct)

  1. mm_struct

以32位机器为例子
从虚拟地址要通过页表映射,找到物理地址,然后到内存中找对应的数据.
以上都是操作系统帮我们做的
虚拟地址都是连续的地址空间,所以虚拟地址也叫线性地址.
每个进程的都有自己的虚拟进程地址空间,都需要通过页表映射到真实的物理地址.
每个进程都看不到自己的物理内存,只知道自己的虚拟内存,然后操作系统通过页表映射到真实的物理地址,供进程调用数据.
  1. 为什么存在地址空间&&页表

4.1.变相保护操作系统

如果让进程直接访问物理内存,万一越界或者非法访问了怎么办呢?
所以直接让进程访问物理内存很不安全,万一修改到系统内存里面的数据咋办?
万一读取到系统内存的数据,是不是就隐私泄漏了呢?
所以页表不仅仅是用来映射物理地址的,还能检查地址访问是否合法.我们对物理内存做非法访问的时候就会被操作系统拦截.
所以虚拟地址空间和页表的存在是为了变相保护操作系统.

4.2.保证了进程独立性

上面我们写过一个代码,父进程创建了子进程,子进程一段时间后修改了全局变量的值,此时当我们去打印这个全局变量的值和对应的地址的时候,就会发现一个问题,为什么打印的地址一样而值却不一样?
此时我们就知道了,打印的这个地址是虚拟地址.是通过页表映射到物理地址的.
所以就很好的解释了为什么.打印的地址一样而值却不一样.

写时拷贝的问题

父进程创建子进程,可以认为子进程是父进程哪里拷贝过来的,一开始其实子进程和父进程的全局变量通过页表映射到的是同一块物理内存,但是当我们尝试写入或者修改的时候,操作系统就会在内存重新找一块内存空间,然后进行数据拷贝,更改页表映射,然后让进程进行修改.这种技术就叫做写时拷贝.是为了保证进程的独立性.两个进程互相不影响.
所以操作系统为保证进程的独立性,做了很多工作,通过地址空间,通过页表,让不同的进程,映射到不同的物理内存处.可以更加方便的进行进程和进程的数据代码解耦.保证进程独立性.

4.3.让编译代码和进程执行统一看待虚拟地址空间

当一个可执行程序在磁盘的时候,程序里面有地址吗? 有的
你不要认为只有操作系统会遵守虚拟地址空间,编译器也要遵守!
编译器在编译代码的时候,就是按照虚拟地址空间的方式对我们的代码和数据进行编址的!
所以我们在编写到代码的时候需要选择32位还是64位编译,编译出来的地址是4字节和8字节.这里32位和64位说的就是按照32位的虚拟地址空间还是64位的虚拟地址空间,进行代码和数据的编址.
逻辑地址还有其他的实现方案,所以 逻辑地址 != 虚拟地址
在Linux中:逻辑地址的实现方案和虚拟地址编址差不多,非常相似,所以有时候可以直接将逻辑地址直接填进页表的左边,当成虚拟地址.

总结:

虚拟进程的另一个作用:
让进程以统一的视角,来看待进程对应的代码和数据等各个区域,方便使用.
方便编译器也以统一的视角来进行编译代码.
因为规则是一样的.

相关内容

热门资讯

走进小城看消费丨江西资溪:低碳...   夏日时节下午4点,江西省抚州市资溪县大觉山景区漂流终点依然热闹。来自南昌的游客余鑫漂流结束后没有...
【中原晨会0625】市场分析专... 来源:市场资讯 (来源:中原证券研究所) 本期重点研报目录 【中原策略】市场分析:电子半导体领涨 ...
南向资金连买4日!低费率+可月... 6月25日早盘,港股红利资产震荡整理。截至11时14分,港股红利低波ETF招商(520550)下跌0...
618成交破百万!紫荆花用一套... 一年一度的618年中大促,是消费市场的晴雨表,也是品牌间最激烈的角力场。当各大品牌在直播间里铆足了劲...
原创 黄... 2026年6月25日的国际金价已经从前期的5500美元高点跌到4200美元下方,累计跌幅超过22%,...
英伟达CEO:Vera Rub... 截至9:38,中证半导体材料设备主题指数(931743)涨2.36%创新高;权重股中,中微公司涨3....
再被催债16亿!“钢铁大王”戴... 澎湃新闻记者 贺梨萍 因“铁本事件”入狱五年的戴国芳重返钢铁行业,但他并没有完成从阶下囚再到“钢铁大...
周三原油价格下跌 随着美国和伊朗在和平谈判中取得进展,越来越多的油轮公开穿越霍尔木兹海峡,原油在战时的价格上涨已经蒸发...
这种蛋白是大脑衰老的开关 这种蛋白是大脑衰老的开关 清晨,假设一位五十岁左右的王女士发现自己常常把手机放在熟悉的抽屉里又找不到...
信通院牵头算力Token出海生... 盘面上,截至11:04,中证科创创业50指数(931643)涨1.68%,创历史新高;权重股中,芯原...
海外 774 亿营收背后:日本... 文 | 游戏价值论 6月23日,彭博社报道了腾讯正在围绕出售多家日本游戏工作室少数股权开展谈判,包...
餐饮“抢人”大战:把店开到公交... 作者 |餐饮老板内参 内参君 医院、公交站、演唱会…餐饮品牌,正在无孔不入 在北京儿童医院,肯德基...
快讯 | 外资扫货!陈翊庭:港... 港交所行政总裁陈翊庭在接受《中国证券报》专访时指出,国际资本对中国资产的看法已彻底扭转,布局中国市场...
2777.77元!A股“股王”... 25日早盘,昨天创下历史新高的A股“股王”联讯仪器,今天上午继续走强,盘中股价再度刷新历史新高。 截...
原创 今... 欧洲自己的媒体直接下结论,欧盟衰退躲不掉,内部分裂拦不住,现在就连欧洲顶尖工业巨头,都偷偷在用中国的...
黄仁勋股东大会放言:本轮AI基... 在当地时间6月24日的英伟达(NVDA.O)2026年度股东大会上,股东批准了该公司全部10名董事会...
国际油价大跌 新华社消息, 纽约原油期货主力合约价格24日盘中跌破每桶70美元,为伊朗战事爆发以来首次。 市场分析...
马云带队插秧,什么信号? 一场别开生面的“务农”,让外界看到了一个不一样的阿里巴巴。 近日,阿里巴巴合伙人、高德董事长刘振飞在...
全球最大产能,最高丰度达99.... 本文转自【科技日报】; 6月23日,高丰度硼-10同位素技术暨产业化成果发布会在山东省东营市举办,全...
黄金大跳水!金饰克价年内暴跌近... 25日,现货黄金盘中震荡,截至发稿,报3985.070美元/盎司,跌0.17%。 当地时间24日,...